JPH0452704Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は、重力検出平行竿の鏡面にレーザ光
の一部を照射した反射光と、レーザ光の一部から
得た参照光とを乾板に入射させて干渉縞を生じさ
せることで、重力の変位を検出する重力計に関す
る。

(ロ) 従来の技術 従来の重力計には、種々構造のものがある。現
在、使用されている代表的なものとしては、スプ
リングに重りを吊し、重力の大小によりスプリン
グが伸縮するのを測定する、所謂スプリング式重
力計と、通常光（光源から自然放出する光）を重
力検出平行竿に照射し、その反射光を受光板で受
光し、反射光の幅の変化により重力の変位を測定
する、所謂光てこ式重力計等である。

いずれの重力計も、重力の値を静的方法によつ
て測る器械で、ある程度の精確性をもつて重力の
変位を測定することが可能である。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 上記従来の重力計は、何れも微小な重力変化を
精確に測定し得ない不利がある。

例えば、前者のスプリング方式では、重力の大
小変位に対応してスプリング（バネ）が伸縮する
状態を電気的に測定する方式であるが、スプリン
グの伸縮は機械的なものであるため、伸縮が微小
な重力の変化に精確に比例し得ない場合があり、
微小な重力変化の分解能に限界があつた。また、
後者の光てこ方式の場合には、通常の単光（光源
より自然放出する光）による反射光の幅の変位に
よつて重力の大小変化を検出する方式であるた
め、重力検出平行竿の振れが小さい場合には反射
光の幅の変位となつて現れない虞れがある。つま
り、反射光の幅の読み取り精度に限界があり、微
小な重力変化を精確に検出し得ない不利があつ
た。

この考案は、以上のような問題点を解消させ、
読取り精度が高く微小な重力変化を精確に測定し
得る重力計を提供することを目的とする。

(ニ) 問題点を解決するための手段及び作用 この目的を達成させるために、この考案の重力
計は、次のような構成としている。

重力計は、一端部を固定板バネに止着し、他端
部に鏡面を備えた重力検出平行竿と、この重力検
出平行竿の鏡面に対しハーフミラーを介してレー
ザ光を照射するレーザと、このレーザより照射さ
れたレーザ光の一部を前記ハーフミラーを介して
参照光として抽出する参照光抽出手段と、前記重
力検出平行竿の鏡面で反射したレーザ反射光及び
前記参照光を受光し干渉縞を形成する手段と、前
記干渉縞を撮像する手段とを具備して構成されて
いる。

このような構成を有する重力計では、重力変化
の検出に干渉性（コヒーレント）の高いレーザ光
線が用いられ、重力検出平行竿の鏡面に反射した
反射光と、参照光（レーザより照射された直接
光）とにより乾板面に干渉縞、つまりホログラム
を形成させ、この干渉縞を電気信号に変換して、
間隔の変化より重力が測定される。

重力の大小変化により重力検出平行竿が傾動変
位する時、反射光の位相の差が乾板の干渉縞（明
暗縞）の縞間隔の変化となつて現れる。つまり、
被写体である重力検出平行竿の変位は、それぞれ
変化する干渉縞の中の縞の明暗（縞間隔）の差と
して検出される。従つて、この縞間隔（干渉縞の
周波数）が重力検出平行竿の振動周期に等しく対
応していることとなり、縞間隔の変位を撮像手段
で電気信号の変化に転換することで、重力検出平
行竿の変位、つまり重力の変化として読取れる。

(ホ) 実施例 第１図は、この考案に係る重力計の具体的な一
実施例を示す原理説明図である。

重力計は、板バネ１と、この板バネ１の一端部
に基端を固着した重力検出平行竿２と、この重力
検出平行竿２に対向し、一定角度をもつて配備さ
れたレーザ３、乾板４及び参照光抽出手段７とか
ら成る。

板バネ１は、基端部を計器ハウジング５の適所
に固着され、水平状に保持されている。また、重
力検出平行竿２は基端部をこの板バネ１の先端に
止着し、他端を自由端とした状態で水平状に保持
されている。この重力検出平行竿２には一定の重
力マス（重り）が配備してあり、先端部には反射
鏡（鏡面）２１が備えてある。

この重力検出平行竿２の鏡面２１と前記レーザ
３との間には、所定間隔を開いてハーフミラー６
及び光学レンズ８が配備してあり、レーザ３より
照射したレーザ光の一部がハーフミラー６を透通
し、鏡面２１により反射され、この反射光が乾板
４に入射するように設定されている。更に、前記
乾板４を挟んだ対向側には、参照光抽出手段７が
配備されている。この参照光抽出手段７は、ハー
フミラー６の対向側にミラー７１、光減衰器７２
及び参照鏡７３をそれぞれ一定間隔を開いて配備
し、ハーフミラー６により屈折したレーザ光線の
一部（直接光）を光学レンズ７４を介してミラー
７１で受け、この直接光を光減衰器７２及び参照
鏡７３を介して乾板４に参照光を入射させるよう
に設定されている。

前記乾板４は、極めて密な模様の干渉縞が記録
できる解像性の特に良い写真乾板が用いられる。
また乾板４には、記録される干渉縞（ホログラ
ム）を映像化する撮像素子４１が連繋配備してあ
る。

このような構成を有する重力計では、常態にお
いて重力検出平行竿２は水平状に保持されてお
り、レーザ３より照射されたレーザ光線の一部
は、ハーフミラー６を透通して重力検出平行竿２
の鏡面２１によつて反射され、反射光として乾板
４に入射する。一方、レーザ光線の他の一部は、
ハーフミラー６によつて屈折し、この屈折光（直
接光）がミラー７１及び参照鏡７３を介して乾板
４に参照光として入射する。そして、乾板４上面
には反射光と参照光とが干渉する干渉縞（光の明
暗縞）、つまりホログラムが記録される。

今、重力の大小変化が生じたとすると、重力検
出平行竿２が僅か垂直方向（上下方向）へ傾動す
る。この時、鏡面２１に照射され、反射するレー
ザ反射光の位相が変化する。これにより、反射光
と参照光とで作出す干渉縞の縞間隔の広狭に変化
が生じる。この干渉縞の縞間隔、つまり干渉縞の
変化が、重力の変化により変位する重力検出平行
竿の振動に等しく対応している。従つて、乾板４
の面内一定幅で、多数の干渉縞が様々な縞間隔を
形成することで、極めて分解能高く重力の大小変
化を検出し得る。重力の大小変化は、この干渉縞
の縞間隔を光強度として撮像素子４１で読取り、
電気信号に変換される。そして、この電気信号よ
り重力が測定される。

(ヘ) 考案の効果 この考案では、以上のように、レーザより照射
したレーザ光線の一部を重力検出平行竿に照射
し、この反射光を乾板に入射させ、且つレーザ光
線の他の一部を参照光として乾板に入射させて、
反射光と参照光により乾板上に干渉縞を形成さ
せ、これを撮像手段で電気信号に変換させること
としたので、重力検出平行竿が重力の変動で傾動
変位する時、干渉縞の縞間隔の広狭度が変化す
る。この干渉縞の間隔の変位を読み止ることで、
微小な重力変化が極めて精確に検出し得る等、考
案目的を達成した優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例重力計の原理を示す原理説明
図である。 １……板バネ、２……重力検出平行竿、３……
レーザ、４……乾板、６……ハーフミラー、７…
…参照光抽出手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端部を固定板バネに止着し、他端部に鏡面を
   備えた重力検出平行竿と、この重力検出平行竿の
   鏡面に対しハーフミラーを介してレーザ光を照射
   するレーザと、このレーザより照射されたレーザ
   光の一部を前記ハーフミラーを介して参照光とし
   て抽出する参照光抽出手段と、前記重力検出平行
   竿の鏡面で反射したレーザ反射光及び前記参照光
   を受光し干渉縞を形成する手段と、この干渉縞を
   撮像する手段とを具備してなる重力計。